Astronomowie byli świadkami rzadkiego i dramatycznego zjawiska: mała kometa zasadniczo zmieniła kierunek swojego obrotu. To bezprecedensowe wydarzenie zapewnia wyjątkowy wgląd w wewnętrzną mechanikę tych starożytnych „brudnych kul śnieżnych” i to, co mogą odkryć na temat początków naszego Układu Słonecznego.
Przypadek komety 41P
Obiektem tego odkrycia była Kometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák (w skrócie 41P). To małe ciało niebieskie o średnicy około 1 kilometra dokonuje pełnego obrotu wokół Słońca co 5,4 roku. Ze względu na swoją trajektorię jest widoczny z Ziemi tylko wtedy, gdy leci do wewnętrznego Układu Słonecznego; ostatnie bliskie podejście miało miejsce w 2017 r.
Dane ponownie przeanalizowane przez Davida Jewitta z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles ujawniły chaotyczny charakter rotacji w tym okresie:
– Marzec 2017: kometa wykonywała jeden obrót co 20 godzin.
– Maj 2017: prędkość obrotowa znacznie spadła – jeden obrót trwał od 46 do 60 godzin.
– Grudzień 2017: kometa nagle przyspieszyła, okrążając ją co 14 godzin.
Jak kometa zmienia kierunek obrotu
Najbardziej prawdopodobne naukowe wyjaśnienie tego „zwrotu o 180 stopni” wiąże się z procesem sublimacji. Gdy kometa zbliża się do Słońca, promieniowanie słoneczne powoduje, że lód na jej powierzchni zamienia się bezpośrednio w gaz. W procesie tym powstają potężne strumienie ulatniającego się gazu.
Jeśli strumienie te zostaną skierowane w kierunku przeciwnym do aktualnego obrotu komety, działają jak mechanizm hamujący. Teoretycznie dżet mógłby spowolnić rotację komety aż do całkowitego zatrzymania, a następnie, w miarę dalszego ulatniania się gazu, zacząć ją wirować w przeciwnym kierunku.
„To pierwsza odnotowana „szybka” zmiana kierunku obrotu ciała niebieskiego” – zauważa Dmitrij Wawiłow z Uniwersytetu Waszyngtońskiego.
Podczas gdy wiele ciał niebieskich zmienia prędkość rotacji na przestrzeni dziesięcioleci lub stuleci, Kometa 41P dokonała tej zmiany w ciągu zaledwie kilku miesięcy, stanowiąc kamień milowy w obserwacjach astronomicznych.
Zagrożenia strukturalne i korzyści naukowe
Tak gwałtowna zmiana obrotu nie pozostawia śladu na fizycznej integralności obiektu. Siła odśrodkowa działająca na szybko obracające się ciało może powodować ogromne naprężenia konstrukcyjne.
Groźba fragmentacji
Astronomowie uważnie obserwują, czy 41P dokona kolejnej wizyty w wewnętrznym Układzie Słonecznym pod koniec 2027 r. lub na początku 2028 r. Istnieją dwie główne obawy:
1. Pęknięcie: Naprężenie spowodowane zmianą rotacji może spowodować pęknięcie lub rozerwanie komety.
2. Samozniszczenie: Jeśli prędkość obrotowa stanie się zbyt duża, rdzeń może po prostu całkowicie się rozpaść.
Okno na wczesny Układ Słoneczny
Paradoksalnie, gdyby kometa uległa „samozniszczeniu”, przyniosłaby ogromne korzyści naukowe. Zniszczona kometa odsłoni teleskopom swój wewnętrzny skład.
Ponieważ komety składają się ze starożytnego lodu i pyłu, które zamarzły u zarania formowania się naszego Układu Słonecznego, badanie ich „wnętrza” pozwala naukowcom:
– Przeanalizuj skład chemiczny wczesnego Układu Słonecznego.
– Ustanów chemiczny punkt odniesienia dla zrozumienia ewolucji układów planetarnych na przestrzeni miliardów lat.
Wniosek
Nieprzewidywalne zachowanie komety 41P uwydatnia zmienną naturę małych ciał niebieskich. Niezależnie od tego, czy kometa przetrwa, czy się rozpadnie, jej radykalna zmiana w rotacji daje wyjątkową szansę na zbadanie pierwotnego materiału, z którego zbudowany jest nasz Układ Słoneczny.
